讀PhD 博士=中伏? 對最近啲人不斷勸阻、「誇大」讀博士嘅辛酸有感(PhD is a trap?)

PhD,全寫係Doctor of Philosophy (唔係Pizza Hut Delivery、Pretty Huge Dick XD 但 Permanent Head Damage係真嘅,好似係),意指「哲學」博士,包括所有學科。原意係因為所有嘢、學科去到最深入前沿嘅境界時其實都係哲學(好似係)。

香港人作為純粹嘅經濟動物,不嬲都唔重視學術研究,會考慮讀博士嘅更加少之又少 =`( 但對於最近好多人以過來人身份不斷強調讀博士嘅痛苦、難處,媒體又不斷渲染博士生=修練「葵花寶典」嘅宅男/女、活喺象牙塔搵唔到食,小弟覺得太嘩眾取寵,想寫番啲個人睇法。

讀博士= 做研究、番工,唔係讀書

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一般人,尤其香港人,對讀博士最大誤解係當咗佢係好似中小學、大學讀學士咁,係上堂學知識,只係啲課程深啲 :O)。博士生涯其實上堂學嘢、功課考試最多只係佔一半甚至更少,唔同地區、課程、學科變化仲好大。好似英國、歐洲為例,物理系嘅博士課程大多只係3-4年,而且可能冇定時嘅堂、做卷嗰類考試,一開始已經要做研究工作,邊做邊學。美國(香港都好似係)就可能閒閒地5年以上,頭一兩年都係好似學士、碩士咁做功課、考試、上堂為主。呢個分別係因為英美歐大家大學嘅課程好唔同。英國、歐洲喺學士、碩士嘅時候已經讀得專門、深入啲;香港、美國就講通才,學士課程除左自己嗰科之外仲要讀好多林林總總嘅嘢。

另外歐美兩地博士獎學金、funding嘅系統都好唔同。英國、歐洲好多博士生都係攞full scholarship 獎學金(包生活費)讀嘅,通常攞唔到獎學金嘅係唔會考慮讀嘅。香港、美國就未必有,就算有都未必夠生活,主要靠做tutor教書出糧。*

博士生嘅生活其實似番工多過讀書。小弟為例,做博士嗰時每日嘅生活都係上網睇論文(同BBC/facebook XD),睇吓最近有乜新發現/研究突破,好似文職睇report,銀行、金融工啲人睇住個市咁。而自己研究嘅project就好似做生意、公司project咁,要定時向教授匯報同sell自己「搵客」,即係搵其他人介紹/討論研究內容同開conference present咁。所以個人覺得讀博士時心態上當自己番o緊工就「perfect池」

讀博士只係得痛苦?

近年網上好多人、媒體(好似乜嘢呢個PhD只係我的XX、HK01)好鍾意講讀博士時點辛苦、艱難,畢業之後前途又點「前途黯然」。有人講吓博士生活,畀人知道吓博士課程當中可能遇到嘅難處,制度上可能有咩問題係好事,始終讀博士係一個好特別另類、別人難以理解嘅體驗。但一味講難處、點辛苦又太偏見啦,只會畀人中伏、呻苦嘅感覺同令有意之士卻步。

無錯,讀博士前途未必有保障,但咁唔表示畢業之後一定前途黯然。大學教職、研究所職位的確僧多粥少,呢個係事實,係社會重金融、經濟輕學術嘅結果。問題其實好耐之前自從有博士後呢個「怪胎」出現之後就有,而家博士生畢業好多都未必會留喺學術界。但離開學術界=/=冇前途,亦未必做番自己讀嗰範,好似讀物理、應用數學嘅其實喺金融界投資銀行好搶手。讀博士學到嘅研究技能、soft skills其實好多,閱歷亦比其他人豐富,呢啲都係寶貴嘅財產同搵工時嘅優勢。

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另外,讀博士時都有好多歡樂時光/好處,好似唔使趕起身番工/成日OT咁 (雖然其實你可能每日24小時都諗o緊你份研究 [sosad])。平時又有好多機會去唔同地方出trip開會(順便旅行 ^3^) ,開會/seminars又可能有free lunch,又可以體驗唔同文化結交唔同地方嘅朋友(博士生/教授好多都係好玩得嘅正常人,唔好FF全部都係匿喺研究所唔social嘅怪人[sosad])。當然最重要嘅係研究過程成功時帶嚟嗰種無可比喻嘅滿足感啦

讀博士前嘅考慮

博士/學術生涯係一個好特別,唔係人人都有嘅人生體驗,某程度上就好似運動員生涯咁。未試過嘅話有時好難知道自己適唔適合同鍾唔鍾意。小弟唔會勸阻人讀博士或者不停呻讀博士嘅苦處,只係想講大家係選擇讀博士前應該先做好心理準備,當中嘅過程同你幻想嘅可能會有好大出入。最理想係喺讀學士時就嘗試喺大學搵吓暑期/短期研究工作體驗吓,報讀之前亦可以搵教授或者博士後吹下水

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另外,點報博士課程都有學問,好似揀大學同教授咁。上面幅圖雖然係搞笑,但博士生同負責佢嘅教授嘅關係其實真係似婚姻關係。好多時讀博士讀得唔開心都係因為揀錯教授同研究部門

*獎學金系統制度上的敘述是從當地學生角度出發,並不適用於國際外地學生。不同大學不同學科亦可以有很大出入

註︰博士生/學術生涯尤如運動員生涯,競爭非常大而且前途未必有保障。本文無意淡化讀博士課程問題遇到的問題或美化博士生活。博士/學術生涯的問題絕對應該嚴謹正視並改善、給予適當支持。本文旨在指出分享經驗、給予建議與旨在令人泄氣是有分別的,後者未必對解決問題有幫助,甚至可能加深外界的誤解

立場新聞書面語版:

https://www.thestandnews.com/cosmos/%E8%AE%80phd-%E5%8D%9A%E5%A3%AB-%E4%B8%AD%E4%BC%8F-%E5%B0%8D%E6%9C%80%E8%BF%91%E4%BA%BA%E5%80%91%E4%B8%8D%E6%96%B7%E5%8B%B8%E9%98%BB-%E8%AA%87%E5%A4%A7-%E8%AE%80%E5%8D%9A%E5%A3%AB%E7%9A%84%E8%BE%9B%E9%85%B8%E6%9C%89%E6%84%9F/

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物理學上時光旅行有可能嗎? (Is Time Travel Ever Possible?)

 

 

時光機、時光旅行永遠都係大家憧憬未來或者會出現嘅劃時代發明、科幻小說中接近不可或缺嘅元素。而當中對大部份人嚟講回到過去嘅時光旅行必定比較吸引。試FF你可以任意回到過去,去修補過去一啲自己(認為)錯誤/後悔嘅決定,好RPG咁restart人生,人生有take 2咁幾好呢。

事實物理學上時光旅行又可唔可行呢?雖然暫時尚未有確切答案,但小弟認為除左去未來呢個選項外,回到過去嘅時光旅行大概係不可能。霍金(Stephen Hawking)嘅睇法相似,仲提出時序保護假說(Chronology protection conjecture),認為喺宏觀世界物理定律必然會阻止時間旅行出現,仲曾經做過實驗「證明」呢個睇法

就算返到過去真係有可能都未必會好似小說/電影咁可以隨意改變任何嘢,個人傾向相信至多會好似《尋秦記》/《超時空攔截 Predestination》咁,你自以為改變o緊歷史,但其實一切一早已經整定咗。

(戴頭盔先︰以上為「個人意見,不代表所有物理學界立場」)

時光旅行悖論(time travel paradox)

點解小弟咁認為?咁係因為因果關係(causality)係理論物理學中一個好重要嘅考慮,甚至係根本嘅基礎。物理講嘅因果關係除左狹義宗教上指人嘅行為、「報應」外,仲包括自然世界萬物間嘅一切現象,探究一個現象/事件背後嘅成因係乜嘢、事物間關係係點。如果真係可以任意改變歷史,咁會產生好多邏輯悖論,好似祖父悖論 (Grandfather paradox)咁,詳細請睇

https://www.thestandnews.com/philosophy/%E6%99%82%E9%96%93%E6%97%85%E8%A1%8C-%E6%94%B9%E8%AE%8A%E6%AD%B7%E5%8F%B2%E6%8B%AF%E6%95%91%E5%A4%B1%E6%95%97%E7%9A%84%E4%BA%BA%E7%94%9F-%E5%93%B2%E5%AD%B8%E5%AE%B6-%E5%9B%9E%E5%88%B0%E9%81%8E%E5%8E%BB%E4%B8%8D%E5%8F%AF%E8%83%BD%E5%95%A6/

唔牽涉人為決定、自由意志嘅祖父悖論物理學例子就好似向蟲洞掟一個波,而個蟲洞嘅出口就係幾分鐘前嘅時空,個波出咗蟲洞之後撞番自己阻止自己跌入蟲洞咁。

廣義相對論雖然容許回到過去呢類封閉類時曲線(closed timelike curves),但所有好似改變歷史呢啲會做成悖論嘅時間旅行都係相對論理論上唔容許,呢個係諾維科夫自洽性原則(Novikov self-consistency principle)。呢個原則下只有《尋秦記》嗰類時間旅行理論上係容許嘅[1]。

平行宇宙可以解決悖論問題?(Can parallel universes solve the paradox?)

回到時空做成嘅邏輯問題,好多人會用平行宇宙(parallel universes)嚟解釋,好似下面叮噹第一幕咁([offtopic]其實大雄比大家諗聰明,佢喺小學生時已經識得問呢啲問題)。「條條大路通羅馬」咁,所謂回到過去只係去咗平行宇宙嘅另外一個時空。

首先,從字面上嚴格嚟講,平行時空嘅定義就係平行,即係宇宙間喺時空上冇任何交匯點。物理學上用多重宇宙(multiverse)呢個詞彙比較適合。(物理學上多重宇宙都分幾種,有機會再詳細講)

咁理論上呢個解答又啱唔啱呢?喺量子力學微觀世界入面呢種睇起嚟好荒謬嘅邏輯悖論的確係有可能存在,就好似薜丁格的貓咁。但咁唔一定代表宏觀世界入面都係一樣。宏觀世界係點建基於量子力學嘅詮釋,微觀世界點樣演化出宏觀日常生活見到嘅世界。呢個問題暫時仲未有答案。其中一個詮釋 —多世界詮釋(many-worlds interpretation)如果啱,咁呢個解答就有可能講得通。

 

用超光速、多維時空、蟲洞可行嗎?(Time travel via superluminal motion, extra dimensions or wormholes?)

時光旅行邏輯上可能講得通,但理論上又可唔可行呢?

將物件加速至超光速係最常見大眾認為「可行」嘅做法。但相對論中最根本嘅基礎就係時空結構中冇訊息可以以超光速傳遞,唔存在瞬間效應。唔理呢個時空結構,將相對論嘅公式放喺超光速嘅情況下推論出有回到過去呢個可能性本身就有問題。如果超光速真係有可能,咁理論上首先應該回到起步點,重新探討時空嘅因果關係結構。而唔係喺時空嘅因果關係結構不變嘅假設下做任何推論,就好似當做嘢有步驟出錯時,冇理由盲目相信最後出嚟嘅結果會冇問題。

除左「假設」相對論中超光速「成立」,用呢樣嘢嚟推論回到過去嘅可能性之外,多維時空(extra dimensions)、蟲洞(wormholes)都係啲人成日用嚟支持有回到過去可能性存在嘅理論。理論上又啱唔啱呢?

雖然物理學中一直以來都有探討4維時空以外仲存在額外維度嘅可能性,好似現時理論物理學中炙手可熱嘅弦理論(string theory),但物理學家口中講嘅額外維度絕大多數只限於類似3維空間嘅維度。之前網上好多人share同討論Rob Bryanton嗰條《Imaging the Tenth Dimension》youtube片講嗰種時空絕對唔係物理學家口中講嘅多維時空。類似時間嘅維度如果多過一個,無可避免會做成不可預測、違反因果關係呢啲問題。[2]

之於蟲洞,呢個雖然係相對論入面其中一個解,但事實上缺乏理據支持。原理上蟲洞係將一個順時嘅解同逆時嘅解,即黑洞(black hole)同白洞(white hole),結合嘅解。雖然物理學上大部份理論個別睇都係喺時間軸上對稱不變,但違反咗有關熵(entropy)嘅熱力學第二定律好似白洞呢類逆時嘅解喺現實宏觀世界上都唔存在(雖然背後理論點解仲係一個謎)。

退一步講,就算蟲洞、白洞理論上存在,自然界亦冇任何天文現象可以做出白洞。連《Interstellar》嘅Cooper都話蟲洞唔可能自然產生。個人認為人為做到出嚟嘅可能性更低,要知道宇宙中嘅自然現象可以涉及到嘅能量係遠遠超出人為可以達至嘅範圍。而且蟲洞理論上仲係一個非常唔穩定嘅系統,係任何嘢可以穿過蟲洞前佢已經魂飛魄散。詳細物理學家點睇蟲洞存唔存在可以參考Kip Thorne 為《Interstellar》出嘅科普書[3] 同《Scientific American》嘅文章[4,5]

最後個人總結係回到過去呢類時光旅行好大機會只係科幻小說/電影嘅產物,現實上可行嘅機會唔大,雖然係未有一套正確完整嘅量子重力(quantum gravity)論之前可能性仍然存在

[offtopic] RIP 黃易

引申延讀:

[1] https://lostinscience.wordpress.com/2011/03/03/is-time-travel-possible/

[2] On the dimensionality of spacetime, Max Tegmark, Class.Quant.Grav.14:L69-L75,1997

[3] 《The Science of Interstellar》, Kip Thorne, W.W. Norton & Company Ltd, 2014

[4] https://www.scientificamerican.com/article/how-to-build-a-time-machine-2006-02/

[5] https://www.scientificamerican.com/article/are-wormholes-a-dead-end-for-faster-than-light-travel/

 

 

淺談相對論[二]: 等效原理, 重力其實「唔存在」? (Layman Introduction to Relativity: Equivalence Principle)

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https://postils.files.wordpress.com/2016/01/xkcd91215.jpg

上回(咸豐年前[sosad])講完狹義相對論(special relativity),(概括咁)解釋咗同時/時間係相對呢啲概念(包括光年),仲有入面一啲同平時日常生活體驗有出入嘅「悖論」[1]。不過狹義相對論其實只係算相對論嘅入門初階,仲未考慮最關鍵、精髓嘅一樣嘢 —重力(gravity)喺入面。狹義相對論除左概念上比較難接受外,入面涉及嘅數學其實高中生都做到。

你可能會問︰「冇重力?就咁牛頓萬有引力加狹義相對論唔得咩?_?」答案係唔得,因為兩樣嘢根本上唔相容。狹義相對論嘅精髓唔係話光速係絕對,唔係無限,準確講係指冇任何粒子/訊息傳遞可以快過光速。換句話即係話呢個世界冇瞬間感應/作用呢樣嘢*。

但牛頓萬有引力正正就違反咗呢個概念,因為入面講一件物件對其他物件嘅重力影響係根據物件間嘅距離而定。即係當一件物件郁咗,物件間嘅距離有變時,佢地會瞬間即時感應到重力唔同咗。所以牛頓萬有引力+狹義相對論係唔可行。

咁要考慮埋重力要點做?答案當然就係用廣義相對論(general relativity)啦 =) 所以今次輪到講廣義相對論啦啩? 嗯…都算嘅…但要真係明廣義相對論,首先要知道乜嘢係等效原理(equivalence principle)[2,3]度量張量(metric tensor)[4]

等效原理,重力其實「唔存在」?(equivalence principle, gravity as a fictitious force)

https://img-9gag-fun.9cache.com/photo/awn0jqW_460sv.mp4

等效原理(equivalence principle)係乜?簡單講係指一個物件嘅慣性質量(inertial mass)重力質量(gravitational mass)係一模一樣,其實根本係同一樣嘢。如果你諗深入啲,呢兩種質量其實指o緊好唔同嘅嘢﹔一個係講o緊一件物件有幾「唔鍾意」改變自己嘅慣性,另一個係講o緊重力對一件物件嘅影響(好似電荷係電磁學入面嘅角色咁)。

你可能會問︰「咁又點呢?」定義上呢兩樣嘢係好唔同,冇原因點解佢地要一樣。佢地係完全一樣呢個事實話俾我地知其實「正確」嚟講重力唔係好似電磁力或者弱核力/強核力咁係物件間嘅直接相互作用,重力其實「唔存在」,只係假想力(fictitious force)。就好似你喺一部勻速行o緊嘅車入面,你會睇到出面所有嘢倒後行o緊咁。咁究竟係你向前行o緊定出面所有嘢倒後行o緊呢?物理學上愛因斯坦就係話你冇可能分到,兩者係冇分別。假想力係講o緊類似嘅概念,不過而家係加速度。

https://www.youtube.com/watch?v=QSIuTxnBuJk

試想像你喺一個旋轉o緊系統入面,你係唔係會感覺到有離心力拉你走?呢個其實係因為你本身「唔想跟大隊轉」嘅慣性。跳出呢個系統,從靜止嘅第三者角度睇番,離心力實際上係唔存在,根本冇呢個力拉o緊你。離心力只係假想力,冇其他嘢做參考,呢個情況下物理學上你係冇辦法分辨究竟真係有一個力拉o緊你定其實你只不過身處喺一個加速中嘅系統入面。就好似特首「小圈子」選舉咁,689、689 2.0、「葡萄x淑儀」定薯片做特首其實冇分別,只睇「政綱」你唔會分到,因為決策話事人根本唔係特首。

同樣地,你「感覺」到重力其實係只不過係因為你身處喺一個加速嘅系統入面。愛因斯坦為咗表達呢個概念,佢提出一個思想實驗︰想像你身處一個遠離任何重力影響,用9.8ms^-2加速中嘅太空船入面。呢個情況其實同你身處喺地球表面冇分別,喺呢兩個系統入面任何實驗結果都會完全一樣。又或者喺一部自由落體中嘅𨋢入面,你感覺到失重,好似喺太空唔受重力影響咁嘅道理一樣。詳細可以睇物理喵嘅講解

https://www.youtube.com/watch?v=anUBii60sBg

重力只係假想力呢個事實其實話俾我地知一個受重力影響嘅物件只不過係做o緊慣性運動。但牛頓力學唔係話慣性運動係靜止或者勻速直線運動咩?喺重力影響之下物件唔係加速o緊咩?咁其實係因為你「用錯」座標,用咗一個加速中嘅座標去睇嗰件物件。物件其實仲行o緊直線運動,不過係喺一個扭曲咗嘅空間(4維時空)行直線。時空點扭曲就係根據質量(其實係所有能量)而定,所以你成日聽到啲人用保齡球同彈床去比喻重力。

https://www.youtube.com/watch?v=MTY1Kje0yLg&t=4s

你覺得唔係直線只不過係因為你錯誤假設咗時空冇扭曲到。就好似係地球表面行直線,條路徑你放喺地圖,一個冇扭曲到嘅平面上面睇會變咗曲線咁。

相對論世界嘅「尺/度量衡」(metric tensor)

喺狹義相對論入面,要計喺唔同觀察者眼中時間同物品嘅長短點唔同,可以用羅倫茲變換 (Lorentz Transformation),睇番唔同觀察者嘅座標點變換。詳細可以參考番物理喵下面條link

https://phycat.wordpress.com/2015/03/27/%e4%bd%a0%e4%b9%9f%e8%83%bd%e6%87%82%e7%9b%b8%e5%b0%8d%e8%ab%96/

雖然公式唔算長同深,但呢啲運算其實有個簡單、快捷啲方法計,就係用一種叫度量張量(metric tensor)嘅嘢度量張量簡單其實即係尺/度量衡,用嚟計喺空間入面點同點之間距離、線同線構成嘅角度嘅「工具」。

狹義相對論中,用羅倫茲變換座標嘅時空叫閔可夫斯基時空(Minkowski spacetime)。如果喺呢個4維時空入面兩點A同B嘅距離叫ds,咁ds同4維座標(t,x,y,z)嘅關係就係下面條式

metric_Minkowski

(上面個符號d其實指微分differential。唔知係乜都唔緊要,某啲情況好似狹義相對論下,好似dx咁,你可以簡單睇做兩點x座標嘅差距,dx=|x1-x2|) 希臘符號係代表座標嘅index,由0到3,分別代表4維座標(t,x,y,z)。上下重複嘅index係隱藏咗summation嘅意思。度量張量就係 g_μν,喺閔可夫斯基時空通常會寫做η_μν,係一個張量(tensor),可以用下面個矩陣(matrix)代表

metric_eta

時間同空間喺相對論入面嘅分別只不過係正負號嘅分別。唔理正負號,上面條式其實即係畢氏定理。條式左面指4維時空嘅距離,又叫原時(proper time),喺唔同座標都一樣。喺一個運動中物件嘅座標入面,你量度出嘅時間就係原時。

狹義相對論其實係話喺真空入面,時空其中一個可能性係閔可夫斯基時空。而廣義相對論就係將度量張量變做一個電場咁嘅場(field),唔同地點有唔同數值,而且會隨時間轉變。好似啲XX政府啲尺度、官員啲「龍門」咁,時時刻刻都變o緊,唔同咁。

 

今次講住咁多先,下次再講

[offtopic] 啱啱過咗嘅星期日舉行咗特首選舉,對於有好多市民擁護嘅薯片輸咗,好多人包括泛民好失望,我淨係想講democracy is never about electing the most popular candidate/policy; it is about the system behind

 

*量子力學入面有樣嘢叫量子糾纏(quantum entanglement),就咁睇好似同相對論講冇嘢包括訊息嘅傳遞可以快過光速有抵觸,但其實係冇,有機會下次再講

引伸延讀:

[1] https://godfreyleungcosmo.wordpress.com/category/%E7%9B%B8%E5%B0%8D%E8%AB%96relativity/

[2] http://highscope.ch.ntu.edu.tw/wordpress/?p=62520

[3] https://zh.wikipedia.org/zh-hk/%E7%AD%89%E6%95%88%E5%8E%9F%E7%90%86

[4] https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%BA%A6%E9%87%8F%E5%BC%A0%E9%87%8F

暗物質,宇宙學入面嘅毒撚/乾物女(What is dark matter?)

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自從互聯網出現咗,啲人足不出戶就可以通曉天下大事、享受各種娛樂之後,社會上就開始出現一堆隱蔽青年 (包括小弟?好似係[sosad])。呢個風氣仲愈來愈盛行,〈電車男〉、〈螢之光〉呢類講宅男/宅女/毒撚/乾物女嘅日劇、電影相繼播出。唔少專家都嘗試探討呢個現象出現背後嘅原因,坊間有好多唔同嘅觀點。

[搞爛gag中] 小弟都有自己嘅一套睇法,而原因就係因為我地嘅宇宙都充滿一樣類似、「自閉」唔鍾意social嘅物質 — 暗物質(dark matter)[1],並且佔嘅比例比普通物質(正常人)多。 [搞爛gag中]

暗物質有幾「毒」?佢地又係乜嚟?

同毒撚/宅男/乾物女一樣,宇宙中嘅「隱青」都極唔鍾意同其他「人」social,除咗某些必要無可避免嘅時候。正如其名,暗物質唔會發光,係黑暗嘅。你可能會問:「唔會發光啫,生活上好多嘢都唔會發光架啦,有咩出奇?_?」係,的確好多嘢唔會直接自己發光,但都會同光有相互作用和social,好似反射光咁。

暗物質唔同,它係極唔鍾意social到除咗重力*之外,同其他物質幾乎冇相互作用。係我地物理學上已知嘅基本粒子中,除咗微中子(neutrino)之外冇類似嘅粒子。但微中子嘅質量非常細,最多都係得1-2 electron volts/c^2,比起電子仲輕好多,冇可能解釋到宇宙演進同星系自轉曲線嘅問題(下面再詳細講)。所以一般相信暗物質係由一種或多種唔同於一般物質(包括電子、質子、中子、微中子等)的基本粒子所構成。

其中一個最受歡迎嘅侯選「佳麗」係大質量弱相互作用粒子(WIMP, weakly interacting massive particles)。呢啲尚未被發現、冇乜相互作用但質量大嘅粒子有可能性係超對稱粒子(lighest supersymmetric particle, LSP)。超對稱(supersymmetry)係一個用嚟擴充現有標準模型(Standard Model)但尚未證實嘅理論,有機會下次再詳細講 =p

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另一個唔屬於WIMP嘅可能性係軸子(axion),一種用嚟解釋強相互作用(strong interactions)中CP問題可能存在但未經證實嘅粒子。[2]

最後比較冷門嘅「佳麗」係修正牛頓重力理論 (MOND, Modified Newtonian Dynamics),即係指我地認知嘅重力理論其實唔岩,根本冇暗物質呢樣嘢。呢個理論由莫德采·米爾格若姆(Mordehai Milgrom)提出,話當一個系統嘅加速度細過 1.2×10^-10 ms^-2 時重力會變得唔同,inverse-square law唔再適用。不過呢個理論除咗星系自轉曲線外,未必如暗物質咁解釋到其他宇宙學上嘅現象,又衍生出其他問題,好似背後冇一個完整基礎理論解釋呢個「現象」點嚟。(ps: 最近好似有啲突破,不過仲喺好初步嘅階段[3])

暗物質唔鍾意social,咁我地又點知佢地存在?

上面話暗物質唔鍾意social,睇唔到,咁我地又點知佢地存在呀?答案係透過間接觀察佢地對其他物質、宇宙嘅重力影響。

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(M33 嘅星系自轉曲線圖)

其中最著名嘅就要數由「食飽飯冇嘢做」、同藝術/體育一樣「冇經濟貢獻」嘅天文學家發現嘅星系自轉曲線(galaxy rotation curves)問題[4]。呢樣亦係「證明」暗物質存在最先發現嘅證據。30年代開始天文學家相繼發現螺旋星系嘅光度同半徑關係、外圍恆星嘅速度同理論有出入。之後70-80年代隨著科技水平提升,天文望遠鏡精準度提高,岩岩冇耐之前死咗 ='(  嘅薇拉·魯賓(Vera Rubin)憑著準確量度係好多唔同螺旋星系入面恆星圍繞星系中心嘅公轉速度,得出上面嗰種星系自轉曲線圖。運用簡單嘅牛頓力學,克卜勒定律(Kepler’s laws),佢同其他科學家推斷出除咗可以觀察到嘅正常物質外,星系入面應該仲有好多觀察唔到嘅黑暗物質。(詳細公式、推論請睇[5])

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(X-ray photo by Chandra X-ray Observatory)

另外兩樣就係子彈星系團(bullet cluster)[6]/弱重力透鏡(strong/weak gravitational lensing)嘅觀察現象。呢啲同樣係透過重力透鏡(gravitational lensing)效應證明喺可見物質外仲存在睇唔到嘅暗物質。

最後除左天文學上嘅證據,仲有宇宙微波背景(cosmic microwave background, CMB)呢樣宇宙學上嘅證據。要同觀察到嘅宇宙微波背景吻合,我地嘅宇宙需要大量冷暗物質(cold dark matter, CDM)。呢個係現今嘅宇宙標準演進模型,ΛCDM 模型 (詳細可以睇番小弟嘅處子文)。

今次講住咁多先,下次再講。

*因為廣義相對論話畀我地知所有有能量(包括質量)嘅嘢都會對時空做成扭曲同受其影響,換句話即係受重力影響

引申延讀:

[1] https://zh.wikipedia.org/zh-hk/%E6%9A%97%E7%89%A9%E8%B4%A8

[2] https://en.wikipedia.org/wiki/Axion

[3]https://tomorrowsci.com/science/%E6%B2%92%E6%9C%89%E6%9A%97%E7%89%A9%E8%B3%AA%EF%BC%9F%E9%87%8D%E5%8A%9B%E6%96%B0%E7%90%86%E8%AB%96%E6%88%96%E8%A8%B1%E8%83%BD%E7%84%A1%E9%9C%80%E6%9A%97%E7%89%A9%E8%B3%AA%E5%92%8C%E6%9A%97%E8%83%BD/

[4] https://zh.wikipedia.org/zh-hk/%E6%98%9F%E7%B3%BB%E8%87%AA%E8%BD%89%E5%95%8F%E9%A1%8C

[5] http://www.astro.ncu.edu.tw/~wchen/wp_chen/essay/DarkMatter.htm

[6] https://astrobites.org/2016/11/04/the-bullet-cluster-a-smoking-gun-for-dark-matter/

https://www.youtube.com/watch?v=iu7LDGhSi1A (慎入:高手級別)

[所有嘢都係量子力學系列] 又係粒子又係波即係點? (What is wave-particle duality?)

20110421

(credit: SMBC comics)

(上回提要) 之前篇文《量子力學,真實存在的異世界》講過吓乜嘢係量子力學同入面嘅基本原則,介紹左薛丁格的貓,大家仲記唔記得? 簡單重溫吓,量子力學嘅世界就好似當勞侵同佢團隊所講「除左真相同謊言之外,仲有樣嘢叫另類真相(alternative facts)」#kill# 、仲有啲政府官員話「傾同唔傾中間有好多討論空間」咁#kill# #kill#,結果唔係絕對。雖然好似好荒謬,但唔同強國/當勞侵邏輯,呢個的確係微觀世界量子力學入面嘅真理。

用中學知識睇出點解需要量子力學

一般人第一次接觸量子力學都會覺得好奇怪,接受唔到。始終我地平時嘅宏觀世界、見到嘅野都係同牛頓力學吻合,好難一時之間改變舊有觀念。唔通量子力學真係咁難以接受? 又未必嘅 😉 其實只要用一啲中學知識,簡單推論一吓就可以睇到牛頓力學喺微觀世界係唔適用,需要用量子力學 (好似係)。

試想像一個中學喺化學/物理課堂學嘅簡單原子模型(香港而家唔知仲有冇教[sosad])

atomic_model

老師通常都會教大家個模型就好似地球圍繞太陽公轉咁,粒電子圍住原子核轉,呢個係20世紀初盧瑟福(Ernest Rutherford)提出嘅模型。但其實如果你認真諗吓,咁嘅模型係牛頓力學下係唔work架! 點解? 因為任何圓周運動都係有向心力(或者啲人成日錯誤講嘅離心力#),亦即係有加速(acceleration)。咁一粒有電荷嘅電子加速緊會點? 咪就係會釋放出電滋波,亦即係粒電子會有能量損耗。所以呢個模型係唔會穩定,而依樣就係可以簡單睇到牛頓力學喺微觀世界唔再適用嘅理據。

究竟係粒子定係波?

其實係量子力學未出現之前,遠至古希臘時代,啲人已經有討論自然界萬物既基本組成究竟係粒子(particle)抑或係波(wave),尤其係光。德謨克利(Democritus)最先提出原子論,認為宇宙萬物包括光都係由原子組成。一直去到17世紀先 出現改變。由嗰時開始,隨住科學家對光嘅認識多咗,牛頓(Issac Newton)、海更斯 (Christiaan Huygens) 、菲涅爾(Augustin-Jean Fresnel)等嘅科學家就喺到嗌究竟光係粒子定係波。呢個爭論一直持續。其後當發現咗偏振(polarisation)同出現左麥斯威爾公式(Maxwell’s equations)去形容光/電滋波,光應該係波成為主流,一切好似蓋棺定論嘅時候,個爭論突然又死灰復燃 [sosad] 因為科學家又發現咗光電效應(photoelectric effect)同黑體輻射(blackbody radiation)呢啲光波、經典物理學解釋唔到嘅嘢。於是包括愛因斯坦(Albert Einstein)、普朗克(Max Planck)、玻爾(Niels Bohr)等物理學家又開始嗌過 [sosad] 最後迪布羅意(Louis de Broglie)「睇唔過眼」,索性提出話除咗光之外,其實所有物質都有粒子同波呢兩種特性,確立咗波粒二象性(wave-particle duality)呢個概念,仲攞埋諾貝爾獎。

咁又係粒子又係波其實即係點?_? 以下係一段動畫簡單解釋點樣用雙縫實驗(double-slits experiments)睇出微觀世界量子力學入面嘅波粒二象性

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e4/Wave-particle_duality.ogv

測不準定律 (Heisenberg’s uncertainty principle)

波粒二象性呢個概念除咗顛覆人對自然界萬物嘅概念之外,仲帶嚟好多「怪異」嘅現象。其中一樣就係海森堡(Werner Heisenberg)測不準定律。簡單講即係唔同喺宏觀世界經典物理學入面,粒子嘅動量(momentum)同位置(position)係冇可能同時好準確咁量度到出來。量度時佢地夾埋永遠都有一個最少嘅不確定值;同樣地,根據狹義相對論(special relativity),量度能量(energy)同時間(time)時都會有呢種測不準定律。 簡單講解可以睇以下短片(英文)

https://www.youtube.com/watch?v=D1yb1adU2vI

理論上我地點樣推論出波粒二象性會導致測不準定律呢? 我地可以用一種數學方法叫傅立葉轉換(Fourier transform)睇出嚟。首先,根據波粒二象性,所有粒子都有波嘅特性,而波既波長(wavelength)係同動量有直接關係。所以如果你可以好準確咁量度到粒子嘅動量,亦即係話你可以準確定義到嗰粒粒子相對應嘅波嘅波長。呢個情況只有係一個連續等幅波(continuous wave)先有可能,但咁亦即係話你冇可能定義到呢個波,亦即係粒粒子係邊。相反,如果你可以準確咁量度到粒子嘅位置, 咁粒粒子相對應嘅波嘅波就只可能係一個波包(wave packet)。但傅立葉轉換話俾我地知呢種波係由無數咁多個唔同波長嘅連續等幅波組合而成,所以即係話你冇可能準確知道波長,亦即係粒子嘅動量。

實際上又點呢? 海森堡著名嘅思想實驗 – 海森堡顯微鏡實驗(Heisenberg’s Microscope)話俾我地知事實上真係存在測不準定律。詳細請睇以下段片(英文):

https://www.youtube.com/watch?v=dgoA_jmGIcA

今次量子力學講到呢度,下次再講多啲。

 

# 物理學上離心力呢樣嘢唔係真實存在,你有「離心」嘅錯覺係因為慣性,向心力唔夠維持圓周運動。詳細討論請看以下關於向心力vs離心力和馬赫原理的短片(英文)

https://www.youtube.com/watch?v=cPEwkMHRjZU&t=15s

引申延讀:

測不準定律: https://zh.wikipedia.org/zh-hk/%E4%B8%8D%E7%A1%AE%E5%AE%9A%E6%80%A7%E5%8E%9F%E7%90%86

波粒二象性: https://zh.wikipedia.org/zh-hk/%E6%B3%A2%E7%B2%92%E4%BA%8C%E8%B1%A1%E6%80%A7

光電效應: https://phycat.wordpress.com/2016/11/19/photoelectric-effect-einsteins-nobel/

量子力學入門: https://phycat.wordpress.com/2015/06/05/%E4%BD%A0%E4%B9%9F%E8%83%BD%E6%87%82%E9%87%8F%E5%AD%90%E5%8A%9B%E5%AD%B8/

正式進入指鹿為馬的世界,你仲講科學精神? sosad (We are entering an era of post-truth/”alternative facts world)

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(credit: The New Yorker)

(曲線中) 自從強國開始勃起,強國邏輯同689式語言偽術就逐漸成為香港既主流。而隨著Donald Trump 上星期五上台,後真相時代(post-truth world era)可謂終於正式來臨了,你睇下幾多人出席同支持佢嗰就職典禮 ,多過一百萬人,好似係[slick] [slick] 強國/香港又再一次跑贏全世界,走在時代既尖端 [adore] [adore] (曲線中)

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(credit: RogelioGarcia Lawyer twitter)

小弟身為liberal中間偏左派(唔係香港嗰種左右),雖然明白白領、勞工階層喺呢個之前冷戰時期結束後幾十年既全球化下,的而且確受到唔少影響,移民/就業問題日益嚴重;亦贊成世界應該右傾番,保障自己既本土文化/利益,但唔該唔好用大話/「另一種真相」嚟煽動民眾支持自己 :O) 無錯,科學未必解釋到所有野,有啲野未必一定有真相/最好既解決方法,但咁唔代表所有觀點都可取,你可以無視數據/科學家既意見(雖然科學家/學術界都有啲問題,例如[1] 不過小弟覺得大部份原因都係funding問題引起,社會側重金融/經濟,輕學術所致)

喺現今呢一個只講fat check/alternative facts,唔講fact check/科學精神既世界,啲人可以有幾荒謬﹖以下係一個科學家/記者Johannes Bohannon做既社會實驗。

食朱古力可以減肥?!

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話說阿John喺2014年識左班德國既電視傳媒人,佢地想搵阿John合作拍一條片帶出喺坊間偽科學問題有幾嚴重,尤其係食物營養/減肥呢啲行業入面。為左更真實呈現問題有幾嚴重、傳媒有幾荒謬,佢地做左一個「實驗」,一個完全唔科學既「科學實驗」,題目係「食朱古力可唔可以幫助減肥」。

首先佢地開左一間叫The Institute of Diet and Health,得網站既空殼研究所。然後搵左個德國醫生幫手,用左1000歐羅請人做實驗既「白老鼠」,再搵一個統計員去「執靚」啲data。實驗結果係點? 當然係positive,食朱古力減肥「非常有效」,因為佢地只係搵左15個人做實驗 [slick] [slick] 仲未計一個成年女人係月經期間體重係可以有多達5磅既上落,所以要製造一個食朱古力可以幫助減肥既假象根本好容易。詳細解釋見:

http://io9.gizmodo.com/i-fooled-millions-into-thinking-chocolate-helps-weight-1707251800

更荒謬既係呢個咁唔科學既實驗結果竟然可以避過唔使同儕審查(peer review),喺相關科學期刊發表 :O) 當論文發表左,阿John就開始做「content farm 農夫」, 發表新聞稿(當然冇講實驗人數同點執data),仲拍埋片宣傳呢個「驚世大發現」。好快唔少記者開始「落沓」,傳媒報紙跟住瘋傳呢個「發現」,冇人認真深究呢個實驗既可信性或者向其他科學家查證。更加唔好講有啲連搵阿John吹水都懶,就算有都係問啲有引導性既問題,冇人考證過究竟實驗人數有幾多 [sosad] [sosad]

當然喺呢個「alternative facts」、科學乞食既時代,仲有更多荒謬既例子,尤其係香港,好似「盲搶鹽」同無基因改做食鹽咁[sosad][sosad] 真係多到不能盡錄…

https://www.thestandnews.com/cosmos/nutella-%E7%9C%9F%E7%9A%84%E8%87%B4%E7%99%8C%E5%97%8E/

https://www.thestandnews.com/cosmos/%E6%9D%B1%E5%BC%B5%E8%A5%BF%E6%9C%9B%E5%B9%BE%E6%99%82%E6%94%B6%E6%AA%94/

https://thestandnews.com/personal/%E6%8D%B1%E8%B2%B4%E9%A3%9F%E6%9D%90%E7%9A%84%E8%AC%8A%E8%A8%80-%E5%A4%A9%E7%84%B6%E6%9C%89%E6%A9%9F%E9%B9%BD-%E7%84%A1%E5%9F%BA%E6%94%B9%E9%B9%BD/

 

最後送首歌俾大家,希望大家培養下科學精神,多啲用下腦同客觀啲咁睇野。如果唔係下次屋企冇廁紙你又走去便利店/舊居搵就唔好啦 😛

https://www.youtube.com/watch?v=hHa0zyM3KDc

下次再講。

Reference:

[1] https://www.thestandnews.com/cosmos/%E4%BF%A1%E5%BF%83%E5%8D%B1%E6%A9%9F-%E6%B7%BA%E8%AB%87%E7%A7%91%E7%A0%94%E6%88%90%E6%9E%9C%E7%9A%84%E5%8F%AF%E9%87%8D%E8%A4%87%E6%80%A7/

https://www.thestandnews.com/cosmos/%E6%B7%BA%E8%AB%87%E7%A7%91%E7%A0%94%E6%93%8D%E5%AE%88-%E9%A3%9F%E6%97%A9%E9%A4%90%E6%9C%83%E9%AB%98%E5%88%86%E5%95%B2-%E4%BA%8C/

 

引申延讀:

https://www.thestandnews.com/cosmos/%E5%BE%8C%E7%9C%9F%E7%9B%B8-%E5%B9%B4%E4%BB%A3-%E7%95%B6%E7%9C%9F%E7%9B%B8%E8%AE%8A%E5%BE%97%E4%B8%8D%E5%86%8D%E9%87%8D%E8%A6%81/

 

霍金O 嘴系列: 乜宇宙大爆炸論係我發表嘅咩? sosad

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適逢霍金(Stephen Hawking)75歲大壽,最近HK01出左篇「哲學」文<霍金:進退維谷的宇宙,奇點的爆炸 >[1] (文章已下架),講霍金「發表」宇宙大爆炸(big bang theory)同對量子重力(Quantum Gravity) ,即一個結合相對論同量子力學既「終極」理論,的貢獻。

作為一個宇宙學家,見到有報紙、人留意/寫下理論物理、宇宙學既野當然開心啦(雖然最後其實都係冇人理,好似係,sosad)。文章作者作為一個外行人(應該係,除非唔係),其實算寫得ok同錯唔晒,但小弟認為文章某D部份幾帶誤導成份︰

大爆炸論唔係霍金發表嘅(Big Bang was not proposed by Hawking)

無錯,霍金的確有唔少研究係關於宇宙同大爆炸理論。但如果要講邊個發表/對大爆炸理論最大貢獻既就肯定唔係霍金。大爆炸呢個理論既定立係起源於愛因斯坦(Albert Einstein)1916發表既廣義相對論(General Relativity)。發表完後,愛因斯坦首先自己嘗試應用黎研究宇宙既演進,但發現相對論中宇宙係一定會膨脹/收縮,但唔會靜止;於是加左個佢自己認為「一生人最大既錯誤(Einstein’s greatest blunder )」 – 宇宙常數(Λ, cosmological constant)入去令個宇宙靜止。但後來發現呢個得出黎既宇宙其實係唔穩定,好容易變番做膨脹/收縮中既宇宙。(不過而家睇番佢根本係先知,錯唔晒,haha)

 https://www.youtube.com/watch?v=nJsFsjSWYx0

同一時間,係1920,弗里德曼(Alexander Friedmann) 和「耶撚」勒梅特(Georges Lemaître)* 開始嘗試用廣義相對論研究膨脹中既宇宙,奠定左弗里德曼-勒梅特-羅佰臣-獲加宇宙模型( Friedmann–Lemaître–Robertson–Walker universe)[2]同弗里德曼公式(Friedman equations)[3]去解釋宇宙既演進。其後1929年哈勃(Edwin Hubble)更加發現星系光線紅移中,引證我地既宇宙係膨脹緊。兩年後,1931年勒梅特就提出大爆炸論,指宇宙係起源於一粒「太初原子」[4],之後60年代發現宇宙微波背景(cosmic microwave background, CMB)再驗證左呢個大爆炸論。

咁其實霍金對大爆炸論有乜貢獻 ?_? 佢對大爆炸論既貢獻其實都唔細架,佢仲係劍橋博士生個時就已經同潘洛斯(Roger Penrose)研究相對論中既奇點(singularity)問題。其後佢地仲證明左一個乎合相對論同弗里德曼-勒梅特-羅佰臣-獲加宇宙模型既宇宙係一定會起源於奇點[5]。而奇點,即係好似黑洞(black holes)入面最中心、質量無限大個點,係相對論失效,再唔能夠解釋到任何野既地方。所以要直正理解大爆炸起源或者黑洞,就無可避免一定要研究量子重力,依個亦係霍金窮一生精力既研究課題。

PS: 無錯,以小弟所知,霍金的確係認為大爆炸之前係冇時間,所以討論大爆炸之前係無意義的。佢仲同哈托(James Hartle)發表左Hartle-Hawking state[6],一個乎合量子力學既宇宙波函數(wavefunction),指出宇宙係可以冇邊界條件(boundary conditions)。大爆炸個刻就好似你身處喺北極/南極咁,冇邊界,得空間冇時間,所以冇必要大爆炸之前係乜。不過呢個暫時仲係理論同亦有另外其他問題未解決到。有時間再講多D 😛

 最後祝霍金生日快樂!!

(最最後學唔知邊個創科局局長講句︰有邊個見過霍金?未啊?我見過!我真係見過!)

*無錯,耶撚都會讀物理同宇宙學架! XD

[1] http://philosophy.hk01.com/%E8%B6%A3%E5%91%B3%E8%B2%BC%E5%9C%96/64248/%E9%9C%8D%E9%87%91%EF%BC%9A%E9%80%B2%E9%80%80%E7%B6%AD%E8%B0%B7%E7%9A%84%E5%AE%87%E5%AE%99%EF%BC%8C%E5%A5%87%E9%BB%9E%E7%9A%84%E7%88%86%E7%82%B8–01-08-(link已死)

[2] https://en.wikipedia.org/wiki/Friedmann%E2%80%93Lema%C3%AEtre%E2%80%93Robertson%E2%80%93Walker_metric

[3] https://zh.wikipedia.org/zh-hk/%E5%BC%97%E9%87%8C%E5%BE%B7%E6%9B%BC%E6%96%B9%E7%A8%8B

[4] http://www.pbs.org/wgbh/aso/databank/entries/dp27bi.html

[5] Hawking, Stephen; Penrose, Roger (1970). “The Singularities of Gravitational Collapse and Cosmology”. Proceedings of the Royal Society A. 314 (1519): 529–548.

[6] https://en.wikipedia.org/wiki/Hartle%E2%80%93Hawking_state

書面語版現已刊於主場新聞

https://www.thestandnews.com/cosmos/%E9%9C%8D%E9%87%91-o-%E5%98%B4-%E4%B9%9C%E5%AE%87%E5%AE%99%E5%A4%A7%E7%88%86%E7%82%B8%E8%AB%96%E4%BF%82%E6%88%91%E7%99%BC%E8%A1%A8%E5%92%A9/

[未來mode]冬天?咩黎架?食得架?

Since from when Hong Kong has moved into the southern hemisphere? I want a proper winter…. ><

#climatechange #trump

全世界變窮人系列:宇宙也會通脹? Part I (Our Universe also inflates? Part I)

宇宙大爆炸(Big Bang Theory)[1]呢個詞彙﹐就算未讀過物理、無睇過科普書、未聽過霍金吹水既﹐都至少應該由美國電視劇《生活大爆炸/囧男大爆炸(The Big Bang Theory) 》或者G-Dragon既kpop團聽過呢樣野。但你又知唔知作為一個物理理論﹐宇宙大爆炸其實係未完整同有唔少問題?

宇宙大爆炸有問題 (Shortcomings of the Big Bang Theory)

當中其中一個幾嚴重既問題﹐就係佢解釋唔到點解我地個宇宙係宏觀、大尺度上係咁均質(homogeneous)和各向同性(isotropic)。呢個其實係最先由哥白尼(Nicolas Copernicus)[2] 提出﹐即係好似梁、遊咁因為挑戰天主教教廷689/阿爺而不得好死嗰位「過街老鼠」、「滋事分子」﹐又稱為哥白尼原則(Copernican principle)[3]﹐而家已經得到唔少唔同既實驗證實左。當中最為重要既係宇宙微波背景(Cosmic Microwave Background, CMB)。另外一個問題就係佢又解釋唔到我地宇宙既結構點樣形成; 點解我地既宇宙唔係完全均質﹐又或者非常唔均質﹐即係D能量同質量(PS: 質量其實即係能量﹐記唔記得E=mc^2?)好似D股票、期貨指數咁完全雜亂(random)咁分佈係宇宙入面﹐而係相對平均、對稱咁分佈。

http://www.esa.int/var/esa/storage/images/esa_multimedia/images/2013/03/planck_cmb/12583930-4-eng-GB/Planck_CMB_node_full_image_2.jpg

(credits: ESA Planck Collaboration)

宇宙「通」脹論(Cosmic Inflation, not economic inflation)

無錯﹐你無睇錯﹐我地既宇宙其實係未發明錢、人類都仲未出現既時候﹐已經有「通」脹呢樣野﹐所以通脹﹐唔係「等價交換」﹐其實先係世界既真理 XD 所以對於每日都面對加價既香港人﹐你而家明點解啦 😛 唔係再怨、投訴啦﹐聽日記得繼續返工去抗衡通脹啦!

為左區分﹐其實宇宙「通」脹論正式既中文譯名叫宇宙暴脹論(cosmic inflation)[4]﹐雖然英文一樣都叫inflation [sosad][sosad] 呢個宇宙爆脹論就係用黎解釋、彌補上面講大爆炸嗰D問題。寫住咁多先(請見諒小弟唔識中文﹐寫得好慢)﹐有時間寫埋下半part﹐心急既可以先睇下面我寫既英文簡略版 🙂

[1] https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%A4%A7%E7%88%86%E7%82%B8

[2] https://zh-yue.wikipedia.org/wiki/%E5%93%A5%E7%99%BD%E5%B0%BC

[3] https://en.wikipedia.org/wiki/Copernican_principle

[4] https://en.wikipedia.org/wiki/Inflation_(cosmology)

英文簡略完全版:

Everyone probably heard of the term ‘Big Bang theory’, at least from the American television sitcom series. But do you know as a scientific theory, it is never a complete theory and have lots of shortcomings? Particularly, it fails to explain why our universe looks so isotropic and homogeneous on very large scales today and where the initial fluctuations that seed the formation of our Milky Way and solar system. Cosmic inflation (not the economic one), a theoretical model which is believed to have happened just moments after (about 10^-36 s) the Big Bang, offers explanations to these problems.

To get some insights about the Big Bang shortcomings and how inflation works, let us consider the following analogy: Imagine two unrelated babies born in a same hospital, but are later separated since their birth. Because of having very little time to interact with each other, we expect them and their lives after separated would be very different.

However, if the babies are twins, who have the same genetic makeup, things would be different. Since they are now related and their interaction time is prolonged, which can be traced back even before their birth, we do expect they may still look somewhat similar even after separated since birth. This is basically the idea of inflation, ‘prolonging’ the interaction time between different parts of the universe by exponentially expanding some very small causal patches to much larger size and even beyond the horizon in a very short time.

What’s more, thanks to quantum mechanics which suggests vacuum fluctuations exist, inflation can also explain the primordial fluctuations that seed structure formation in our universe as well.

超級月亮有幾超級?(How superb is supermoon?)

每逢有乜野天文現象出現,D平時掛住炒「野」,睇住個市、幾十萬上落既香港人同D只講強國、經濟既傳媒唔知點解都會「伽利略」(唔係神探,係意大利嗰個)上身,做一日半日天文學家。就好似最近一星期咁,D各大傳媒例如CCTVB咁,都爭相報導超級月亮呢個天文現象; facebook、instagram D人係咁share自己(或偷人地)拍既超級月亮。

咁究竟超級月亮(Supermoon)有幾超級呢?

其實超級月亮只係比平時滿月大左大概7%,同光左15%,肉眼其實睇唔到太大分別。呢個現象發生只係因為月球環繞地球既軌跡係橢圓,同地球既距離每日都唔同。超級月亮只係指當月球同地球最近果刻咁岩又係滿月,所以其實(如果要講)亦都有超級半月、超級新月、超級上/下弦月、超級月蝕…超級月亮(Supermoon)呢個名無錯係幾洗腦入耳,不過其實呢個天文現象冇乜特別(雖然講今次超級月亮既大細好似又係唔知點解成日聽到既幾十年一遇咁大)。

(Quote from thestandnews:) 所以著名天體物理學家 Neil deGrasse Tyson 就打趣地在網台節目中比喻:「如果你有一個 16 寸大的 Pizza,相比起一個 15 寸大的 Pizza,你會把它稱為『超級 Pizza 』嗎?

最後作為一個「唔識浪漫」既理論物理學家,我想講既係當大家一窩蜂咁影、睇呢D天文現象既時候,如果可以其實應該理解埋現象出現背後既原理,而唔係上網打完卡,湊完熱鬧就算。誇張D講,如果唔係第時有人share話有百年一遇既超級太陽,而大家又走去扲副太陽眼鏡去睇就唔好啦[sosad]

http://www.hko.gov.hk/blog/b5/archives/00000207.htm

http://www.bbc.com/news/uk-37969538

http://earthsky.org/astronomy-essentials/closest-supermoon-since-1948-nov-13-14-2016

https://thestandnews.com/cosmos/%E8%B3%9E%E6%9C%88%E8%89%AF%E6%A9%9F-%E8%B6%85%E7%B4%9A%E6%9C%88%E4%BA%AE%E6%98%9F%E6%9C%9F%E4%B8%80%E5%87%BA%E7%8F%BE/

網上有人影相將平時既滿月同超級月亮並排一齊比較大細,其實真係冇乜大分別[sosad]

http://prometheus.med.utah.edu/~bwjones/2014/08/normal-moon-vs-super-moon/

其他影得幾靚有藝術feel既相 (copied from BBC):

BTW, this is fake, 請唔好亂share:

http://www.newscrunch.in/2016/11/supermoon-basketball-photo-china-fake-so-many-other-things-viral-truth.html

PS: (暴露年齡時間)唔知每次賞月都會諗起呢套卡通同首歌。I miss living in England…